Eliminacja wąskiego gardła operacji we/wy
HDD vs. SSD: Dlaczego różnica ma znaczenie
Trwa walka między dyskami HDD i SDD, z których oba mają swoje wady i zalety. Dysk HDD składa się z siłownika, ramienia do odczytu/zapisu, wrzeciona i talerzy, na których zapisywane są dane. W przypadku dużego natężenia żądań odczytu/zapisu (zwłaszcza w przypadku dużej liczby plików o niewielkich rozmiarach) talerz obraca się, a głowica odczytująco-zapisująca porusza się w poszukiwaniu danych rozproszonych na dysku w sposób nieciągły. To właśnie wtedy pojawiają się opóźnienia. Dysk SDD nie ma jednak ruchomych części, a do przechowywania danych wykorzystuje pamięć flash, która zużywa mniej energii, nie powoduje prawie żadnego hałasu, wibracji i ciepła oraz działa z większą prędkością w porównaniu z tradycyjnym dyskiem twardym.
Jak już zrozumieliśmy różnicę, to czym dokładnie jest pamięć podręczna SSD? Jest to tymczasowe miejsce przechowywania często używanych danych (tzw. gorących danych) na układach pamięci flash w dysku SSD. Rezerwując pewną część jako pamięć podręczną, w której przechowywane są gorące dane, dyski SSD o niższych opóźnieniach mogą szybciej reagować na żądania danych, przyspieszając prędkość odczytu/zapisu i zwiększając ogólną wydajność.
W przypadku uruchamiania aplikacji wymagających wyższego losowego IOPS lub gdy duże ilości danych są zapisywane w nieciągłych blokach (np. bazy danych OLTP i usługi poczty elektronicznej), zbudowanie systemu składającego się wyłącznie z dysków SSD może wypalić dziurę w kieszeni. Ale nie obawiaj się, jest wyjście – pamięć podręczna SSD. Do pojedynczego wolumenu pamięci masowej lub jednostki iSCSI LUN na poziomie bloku można zamontować pamięć podręczną SSD, aby utworzyć bufor odczytu/zapisu, zwiększając wydajność dostępu losowego. Należy pamiętać, że ponieważ duże sekwencyjne operacje odczytu/zapisu, takie jak strumieniowa transmisja wideo w jakości HD, nie mają wzorców ponownego odczytu, takie wzorce obciążenia nie mogą odnieść dużych korzyści z buforowania SSD.
Pamięć podręczną SSD można podzielić na następujące dwa tryby:
- Pamięć podręczna tylko do odczytu: Po ustawieniu dysku SSD jako pamięci podręcznej tylko do odczytu, w pamięci podręcznej przechowywane są tylko często używane dane, aby przyspieszyć losowe prędkości odczytu. Ponieważ nie jest ona zaangażowana w zapis danych, dane pozostaną bezpieczne nawet w przypadku awarii dysku SSD.
- Pamięć podręczna tylko do odczytu/zapisu: W porównaniu z pamięcią podręczną tylko do odczytu, pamięć podręczna tylko do odczytu zapisuje dane synchronicznie na dysku SSD. Aby zapewnić bezpieczeństwo danych, do utworzenia macierzy RAID 1 potrzebne są co najmniej dwa dyski SSD, co umożliwia odporność na awarie jednego dysku SSD. Jednak nadal istnieje ryzyko utraty danych, jeśli liczba zużytych dysków SSD przekroczy tolerancję na błędy w konfiguracji RAID.
Wybór właściwego
Im częściej dysk SSD zapisuje dane, tym krótsza będzie jego żywotność. Znalezienie odpowiedniego dysku SSD, który spełnia wymagania w zakresie operacji wejścia/wyjścia, jest najważniejsze, ponieważ nie chcesz, aby dysk pamięci podręcznej zużył się zbyt szybko. Wybierając odpowiednie dyski SSD do skonfigurowania pamięci podręcznej SSD dla serwera NAS, należy ocenić wytrzymałość dysku SSD, zwracając uwagę na dwie specyfikacje: TBW (Terabytes Written) & DWPD (Drive Writes Per Day). TBW oznacza łączną ilość danych, które można zapisać na dysku SSD w całym okresie eksploatacji, natomiast DWPD odnosi się do tego, ile razy można nadpisać cały dysk SSD każdego dnia w okresie gwarancji. Jeśli znasz pojemność swojego dysku i jego okres gwarancji, możesz po prostu przeliczyć TBW na DWPD lub odwrotnie za pomocą poniższego równania:
- TBW = DWPD X 365 X Gwarancja (rok) X Pojemność (TB)
- DWPD = TBW / (365 X Gwarancja (rok) X Pojemność (TB))
Powiedzmy, że dysk SSD ma pojemność 2 TB i 5-letnią gwarancję. Jeśli DWPD ma wartość 1, oznacza to, że można na nim zapisywać codziennie 2 TB danych przez kolejne 5 lat. W oparciu o powyższe równanie, wartość TBW wyniesie 1 * 365 * 5 * 2 = 3650TB. Lepiej wymienić go zanim osiągnie 3650TB. Śledź codzienne korzystanie z serwera NAS, aby ocenić ilość zapisywanych danych i sprawdzić, czy wartość TBW spełnia Twoje potrzeby.
Jeśli codzienne korzystanie z serwera NAS obejmuje aplikacje intensywnie korzystające z zapisu, zaleca się wybór dysków SSD klasy korporacyjnej, aby upewnić się, że wytrzymają one intensywny zapis. Dyski SSD klasy konsumenckiej mają zazwyczaj współczynnik DWPD poniżej 1. Można ich używać jako dysków startowych, jednak nie wytrzymują one ciągłych obciążeń związanych z odczytem/zapisem. Natomiast większość dysków SSD klasy korporacyjnej ma wyższą wartość DWPD z zakresu od 1 do 10 i dlatego zapewnia lepszą wytrzymałość.
Początek na właściwej ścieżce
Oprócz wytrzymałości dysków SSD, należy również rozważyć wymagania pamięci podręcznej SSD. Ponieważ pamięć podręczna SSD wymaga określonej ilości pamięci systemowej w zależności od rozmiaru pamięci podręcznej, może być konieczna modernizacja pamięci, jeśli chcesz zamontować większą pamięć podręczną SSD. Aby zachować stabilność systemu, tylko 1/4 preinstalowanej pamięci systemowej jest przydzielana na buforowanie SSD.
Ponieważ dysk SSD o pojemności 1 GB zajmuje około 416 KB pamięci systemowej (łącznie z pamięcią rozszerzalną), pamięć podręczna tylko do odczytu 2 X 128 GB SSD (łącznie 256 GB) wymaga co najmniej 104 MB pamięci, natomiast pamięć podręczna do odczytu i zapisu 2 X 128 GB SSD (łącznie 128 GB) zużywa 52 MB pamięci. Należy zauważyć, że brak pamięci będzie zatem ograniczał rozmiar pamięci podręcznej SSD.
Optymalizacja wydajności pamięci masowej
Jeśli Twój NAS jest wyposażony w gniazdo PCIe, możesz rozważyć instalację podwójnej karty adaptera M.2 SSD, która obsługuje zarówno dyski SSD SATA, jak i NVMe, aby zwiększyć wydajność pamięci podręcznej. Dzięki karcie Synology M2D18 można nie tylko zarezerwować więcej wnęk na dyski do przechowywania danych, ale także korzystać z elastycznych opcji dysków SSD, ponieważ obsługuje ona moduły M.2 w formacie 2280/2260/2242.
Rozważając dodanie pamięci podręcznej SSD w celu optymalizacji wydajności, oprócz zapoznania się z listą kompatybilności w celu znalezienia zgodnych dysków SSD, zalecamy również sprawdzenie współczynników TBW i DWPD w arkuszach specyfikacji dysków, aby upewnić się, że wytrzymałość dysków SSD spełnia wymagania dotyczące obciążenia pracą.
.